机械设计基础 教学课件 作者 欧阳志红 2 第13章.ppt

《机械设计基础 教学课件 作者 欧阳志红 2 第13章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十三章　轴和轴承【基本要求】(1)掌握轴的结构设计。(2)能够进行轴的强度计算。(3)熟悉滚动轴承的类型和特点。(4)会根据实际情况选择滚动轴承的类型和型号。(5)了解滑动摩擦的分类、特点和润滑。(6)熟悉滑动轴承的类型、结构和轴承材料。【重点和难点】(1)轴的结构设计。(2)提高轴疲劳强度的措施。(3)轴的结构工艺性。(4)轴的强度计算。(5)滚动轴承的类型及应用特点。(6)滚动轴承的组合类型及应用特点。(7)滑动摩擦的分类、特点。(8)滑动轴承的结构、特点。(9)轴瓦的结构及材料。第一节　轴的分类、材料及热处理一、轴的分类1.根据轴的功用和承载情况分(1)传动轴　主要用来传递转

2、矩而不承受弯矩，或承受弯矩很小的轴，如图13-1所示汽车中连接变速箱与后桥的传动轴。(2)心轴　只承受弯矩，不传递转矩的轴，按其是否转动又分为转动心轴和固定心轴两种。如图13-2a所示的火车轮轴为转动心轴，它与火车轮用过盈配合固定在一起，随车轮一起转动.(3)转轴　同时承受弯矩和转矩的轴，如图13-3所示齿轮减速器的输出轴即为转轴，它是机械中最常见的轴。2.根据中心线形状分(1)直轴　中心线为一直线的轴称为直轴。直轴应用最广，按其外形的不同，直轴可分为光轴(图13-4a)和阶梯轴(图13-4b)。光轴加工方便，但轴上零件不易装配定位，常用作心轴和传动轴。阶梯轴便于轴上零件的装配定位，常用作转

3、轴。圆截面阶梯轴加工方便，各轴段截面直径不同，一般两端小、中间粗，符合等强度设计原则并便于轴上零件的装拆和固定，所以在一般机械中，阶梯轴应用最广泛。(2)曲轴　中心线为折线的轴称为曲轴。常用于往复式机械如内燃机中，用以将旋转运动与往复运动相互转变，如图13-5所示。(3)挠性轴　能把回转运动和扭矩灵活地传到空间任何位置的软轴称为挠性轴。如图13-6所示，常用于医疗器械、汽车里程表和电动的手持小型机具(如铰孔机等)的传动中。3.其他分类方法轴又可分为实心轴和空心轴。二、轴的材料及热处理选择轴的材料首先应满足强度、刚度、韧性、耐磨性等方面的要求，同时还应考虑轴的热处理方法及制造的工艺性的要求、材

4、料来源和经济性的要求。轴的常用材料是碳素钢和合金钢，球墨铸铁也有应用。值得注意的是：由于高温下合金钢与碳素钢具有相近的弹性模量，且热处理对其影响也很小，当其他条件相同时，通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。低碳钢和低碳合金钢经渗碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韧性要求高或转速较高的轴。轴的毛坯一般采用热轧圆钢或锻件，而球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性，不需要锻压设备，吸振性好，对应力集中的敏感性低，近年来广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等，但是铸件质量难以控制。轴的常用材料及其力学性能见表13-1。第二节　轴的结构设计与强度计算一、轴的结构设计轴的合理结构应满足以下基本要求，

5、即：轴上零件的准确定位与固定；轴上零件便于装拆和调整；良好的加工工艺性；尽量减小应力集中。轴的常见结构一般由轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端和轴身等部分组成。轴与传动零件(如齿轮、联轴器等)配合的部分称为轴头，轴与轴承配合的部分称为轴颈，轴头与轴颈之间的部分称为轴身。2.轴上零件的定位与固定轴上零件的定位与固定是两个不同的概念，定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装位置，而固定则是为了保证轴上零件在运转中保持位置不变，承受轴上零件施加的载荷。但定位与固定这两者之间又是有联系的。设计轴结构时，通常使轴的同一部分既起定位作用又起固定作用。按轴上零件定位和固定的方向不同，可分为轴向定位与固定、周向定位

6、与固定。(1)轴上零件的轴向定位与固定　零件在轴上应有准确的轴向位置，为了防止轴上零件的轴向移动，必须轴向定位。常用的轴向定位和固定方式、特点及应用见表13-2。(2)轴上零件的周向定位与固定　周向定位与固定的目的是为了将轴上零件准确定位并固定于轴的圆周方向，使轴与轴上零件同步转动，以满足机器传递扭矩和运动的要求。常用的周向固定的方法有键联接、花键联接、销联接和过盈配合等。转矩较大时采用花键联接，也可采用平键联接和过盈配合；转矩较小时采用紧定螺钉、销钉联接等。3.轴的结构工艺性轴的结构工艺性能指能够以低生产成本，利用目前可以使用的设备和方法，加工出符合图样和技术要求规定的轴。同时轴的结构形状

7、和尺寸应尽量满足装配和维修的要求。因此，轴经常采用以下工艺结构。1)当某一轴段需车制螺纹或磨削加工时，应留有退刀槽(图13-8)或砂轮越程槽(图13-9)，以便于退刀，保护刀具和保证零件加工质量。轴环、轴肩尺寸b、h及零件孔端圆角半径R1和倒角C1的数值见表13-3。2)轴上所有键槽应沿轴的同一母线布置(图13-10)，以方便加工，降低加工成本。3)为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴及轴肩端部一般均应制出4